阻燃硬质聚氨酯泡沫燃烧热值对阻燃性能的影响

将聚磷酸铵(APP)、磷酸三(β-氯异丙基)酯(TCPP)、氰尿酸三聚氰胺(MCA)、可膨胀石墨(EG)及EG与APP复合阻燃剂分别添加于硬质聚氨酯泡沫(RPUF),采用氧弹量热仪、氧指数仪、燃烧背温测试仪及锥形量热仪研究了阻燃RPUF燃烧热值(HoC)与氧指数、炭层阻隔作用及热释放等阻燃性能参数的相关性;采用X射线光电子能谱表征了RPUF/APP及RPUF/EG/APP体系燃烧热值测试后残炭表面P元素的化学状态. 研究表明,各阻燃RPUF的HoC由低到高的顺序为RPUF/APP,RPUF/EG/APP,RPUF/TCPP,RPUF/MCA,RPUF/EG,其中RPUF/EG/APP的氧指数相对最高,炭层阻隔效应较好,热释放及质量损失相对最低,产烟量适中,综合阻燃性能最好. RPUF/EG/APP燃烧热值测试残炭表面五氧化二磷比例(57.9%)大于RPUF/APP(35.9%). 阻燃RPUF的HoC主要与体系元素组成及阻燃剂HoC的贡献有关,也与膨胀阻燃体系中组分的相互作用有关;而氧指数、炭层的阻隔作用、热及烟释放等阻燃性能主要取决于阻燃机理.      

改性膨胀石墨对硬质聚氨酯燃烧性能的影响

本文采用磷元素接枝膨胀石墨(EG)制备了改性膨胀石墨(EGM),并研究其对聚氨酯泡沫(RRPUF)燃烧性能的影响。利用极限氧指数(LOI)和锥形量热研究了EGM对RPUF的阻燃性能的影响,通过扫描电镜和热重分析研究RPUF燃烧后残炭的微观形貌和阻燃机理。分析结果表明,RPUF/EGM的LOI和残炭量最高,热释放量和烟释放量均有大幅度的降低;RPUF/EGM燃烧生成的炭层也更加坚固致密。     

复合型阻燃剂处理硬质聚氨酯的燃烧特性

本文采用膨胀石墨(EG)、微胶囊红磷(MRP)和硼砂对硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)进行阻燃处理,并采用氧指数、热重分析和锥形量热方法研究了不同配比阻燃剂对RPUF的燃烧性能和阻燃机理。结果表明,硼砂能有效的抑制RPUF燃烧过程的热释放量和CO、CO_2的释放,当EG/MRP/硼砂质量比为4:2:1及以上时,三者具有较好的阻燃抑烟效果,氧指数可达28.7%,并随硼砂含量的升高阻燃效果增加。     

三聚氰胺植酸改性硬质聚氨酯泡沫的制备及性能

以生物质植酸与三聚氰胺为原料制备三聚氰胺植酸(MPA),用于改性硬质聚氨酯泡沫(RPUF)制备RPUF/MPA复合材料。通过接触角、极限氧指数(LOI)、水平垂直燃烧仪、热分析仪(TG)、烟密度测试、热分析仪-傅里叶变换红外光谱仪(TG-FTIR)及炭渣扫描电子显微镜(SEM)测试,研究MPA对RPUF/MPA复合材料疏水性、阻燃性能、热稳定性、裂解气相产物、产烟特性及炭层形貌的影响。结果表明:RPUF/MPA复合材料的疏水性有了很大提升。当加入30 g MPA时,RPUF/MPA复合材料的极限氧指数提升至21.9%,垂直燃烧(UL-94)等级达到V-1级别,700℃时的残炭率从12.4%提升至20.6%,有效降低有毒气体及可燃性气体的释放,烟密度等级由40.06降低至19.02。MPA的添加促使复合材料形成了致密厚实的膨胀炭层,有效提高其火灾安全性。     

交联粘土对硬质聚氨酯泡沫燃烧性能的影响

采用三种交联黏土分别与膨胀阻燃剂复配对硬质聚氨酯泡沫(RPUF)进行阻燃处理,利用氧指数测定仪和锥形量热仪研究了交联黏土对RPUF阻燃性能的影响,通过热重分析仪研究阻燃RPUF材料的热稳定性及残炭量。分析结果表明,少量交联黏土的添加可以显著提高阻燃RPUF材料的极限氧指数(LOI),热稳定性和残炭量,并且可以降低材料的热释放总量,CO、CO_2气体的排放以及产烟速率。     

可膨胀石墨/磷酸三氯乙酯协同阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的研究

本文研究了可膨胀石墨(EG)协同磷酸三氯乙酯(TCEP)对硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)的阻燃性能的影响.采用极限氧指数(LOI)、烟密度等级(SDR)、热重分析(TGA)等方法进行测试.当RPUF中添加20%的EG/TCEP(质量比1∶1)时,RPUF的LOI值达到30.0%,比未添加时提高了13.4%.同时,SDR降低至55.49%,最大烟密度值(MSD)出现时间均比未添加阻燃剂和单独添加TCEP时滞后.TGA分析结果表明,添加EG/TCEP后RPUF的失重速率下降、残炭量增加,表明EG/TCEP能在RPUF中起到良好的协同阻燃效应.     

氢氧化镁/可膨胀石墨/聚丙烯复合材料的热降解过程与燃烧行为

以可膨胀石墨(EG)和氢氧化镁(MH)为无卤阻燃剂，通过熔融共混法制备了无卤阻燃聚丙烯(PP)复合材料(EG/PP、MH/PP和MH/EG/PP)，采用热重法研究了复合材料的热降解过程，以氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)评价研究了复合材料的阻燃性能，采用锥形量热仪研究了复合材料的燃烧行为.结果表明:MH和EG间存在显著的协同阻燃作用，在阻燃剂质量分数为60%时，MH与EG质量比为5 : 1的MH/EG/PP材料其氧指数可以达到29.7，与MH/PP复合材料相比提高了11.2%；EG与MH协同具有良好的降低热释放作用，与PP和MH/PP相比，MH/EG/PP复合材料的热释放速率峰值(peak-HRR)分别降低了73.9%和34.2%；EG和MH的协同作用大幅度降低了MH/EG/PP的质量损失速率；结合残炭的形貌结果，揭示了EG和MH协同阻燃机理的关键在于增强了炭层的隔热和隔氧作用.     

新型磷-硅阻燃剂和聚磷酸铵对PP的协效阻燃作用

研究了一种含磷硅高分子阻燃剂(EMPZR)和聚磷酸铵(APP)对聚丙烯(PP)阻燃及力学性能的影响。当APP/EMPZR=20/15(质量比)时,所制得的阻燃PP复合材料氧指数达到28.0%,垂直燃烧达到UL-94 V-2级;与纯PP相比,拉伸、弯曲和冲击强度都没有下降;热失重分析(TGA)测试表明,阻燃PP材料在600℃时的残炭量为21.20%(质量分数),成炭率显著提高;扫描电镜(SEM)对残炭形貌的表征以及氧指数测试前后的阻燃PP材料的红外图谱分析证实了EMPZR和APP在PP中良好的协效阻燃作用。     

膨胀阻燃热塑性聚氨酯复合材料的制备与性能

以热塑性聚氨酯(TPU)为基底,以聚磷酸铵(APP)、氰尿酸三聚氰胺(MCA)和硼酸为复合改性剂,制备了一种环保型膨胀阻燃TPU复合材料。通过锥形量热仪和烟密度测试对复合材料的燃烧、抑烟和热稳定情况进行了研究,结果表明：APP/MCA/硼酸阻燃体系可降低复合材料热释放速率峰值(最高降幅达到约80%)和总热释放量,促进了致密炭化层的生成,有效抑制了挥发组分的生成。极限氧指数(LOI)结果表明：阻燃体系提高了LOI;添加质量分数15%APP、2.5%MCA、2.5%硼酸的TPU复合材料的LOI最高,达到了32%,该样品达到了最高的UL-94等级。热重分析结果表明TPU复合材料具有更好的热稳定性。APP、MCA、硼酸对膨胀阻燃TPU复合材料具有抑烟和阻燃的作用。     

氢氧化铝/无机填料协同阻燃乙丙橡胶的性能研究

笔者在三元乙丙橡胶(EPDM)基体中通过熔融共混法添加氢氧化铝/膨胀石墨(ATH/EG)、氢氧化铝/有机蒙脱土(ATH/OMMT)、氢氧化铝/硼酸锌(ATH/ZB)3种复合阻燃剂,制得三元乙丙橡胶/氢氧化铝/膨胀石墨(EPDM/ATH/EG)、三元乙丙橡胶/氢氧化铝/有机蒙脱土(EPDM/ATH/OMMT)、三元乙丙橡胶/氢氧化铝/硼酸锌(EPDM/ATH/ZB)3种复合橡胶.采用热重分析、极限氧指数和锥形量热等手段,研究了3种无机阻燃剂EG、OMMT及ZB与ATH对EPDM的协同阻燃效果.结果表明,3种协同阻燃剂都能增加复合橡胶的初始分解温度,增加残炭量,降低燃烧峰值,提高极限氧指数.说明3种无机阻燃剂都对EPDM/ATH具有一定的阻燃效果.其中,EPDM/ATH/EG复合橡胶的初始分解温度(443.7℃)和残炭量(40.3%)最高,EPDM/ATH/OMMT复合橡胶的总热释放量(62.3 MJ·m^-2)和燃烧峰值(232.9 kW·m^-2)最低,极限氧指数(34.5%)最高.综合比较发现,OMMT协同ATH阻燃EPDM最为理想.     

阻燃聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的燃烧性能

采用X射线衍射和透射电镜对所制备的聚丙烯/蒙脱土（PP/MMT）插层纳米复合材料的结构进行表征;通过热分析、锥形量热、氧指数、垂直燃烧测试对其热解和燃烧性能进行了研究.热分析表明蒙脱土片层在热解过程中显示出能量阻隔作用,提高了材料的热稳定性和成炭量;蒙脱土片层与膨胀型阻燃剂之间的协效作用使得纳米复合材料热释放速率、CO与CO2释放量及比消光面积明显降低;将不同阻燃级别的材料制成电视机壳进行全尺寸锥形量热仪实验表明,V-0级别的阻燃聚丙烯材料的火灾危险性最小.     

新型阻燃三元乙丙橡胶的制备及其阻燃性能研究

采用微胶囊化聚磷酸铵与季戊四醇复配(APP∶PER=3∶1)填充三元乙丙橡胶(EPDM),制备新型阻燃EPDM材料,考察膨胀型阻燃剂(IFR)的填充量对EPDM材料的燃烧性能和热学性能的影响。结果表明,APP和PER复配使用,可协同提高EPDM的阻燃性能。当IFR填充量为40%时,材料的极限氧指数(LOI)可达到31%,UL94垂直燃烧等级达到V0级;最大热释放速率下降81.2%,总释放热降低30.4%;同时EPDM材料高温区热稳定性明显提高,且材料燃烧后可形成膨胀炭层,700℃下残渣量从0.9%提高至17.0%。     

氧化锌在膨胀阻燃体系中的协效作用

将膨胀型阻燃剂--聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)体系应用于聚丙烯(PP)中使之具有较好的阻燃性.通过氧指数(LOI)、热分析(DTA-TG)和傅立叶红外(FTIR)研究了氧化锌在膨胀型阻燃聚丙烯中的阻燃协效作用.结果表明氧化锌与APP/PER膨胀阻燃体系之间存在显著的协效作用,对酯化及成炭反应具有明显的催化作用,并可提高降解残余物的热稳定性,使材料的阻燃性显著增强而力学性能损失较小.     

碱性钙基膨润土协同卤锑阻燃HDPE的研究

【目的】解决卤锑阻燃高密度聚乙烯(HDPE)复合材料燃烧时发烟量大、熔融滴落严重等问题。【方法】采用自制的碱性钙基膨润土(Ca-MMT)与卤锑阻燃剂复配阻燃HDPE,通过极限氧指数(LOI)、水平燃烧等级、力学性能和热稳定性等测试,研究Ca-MMT和卤锑阻燃剂对HDPE的协同阻燃效应。【结果】HDPE/DBDPE/Sb2O3/Ca-MMT复合材料的LOI由纯HDPE的19.60%提高至32.77%,水平燃烧等级由HB75级提高至HB级,且燃烧时不产生熔滴,具有良好的成炭效应;拉伸强度由13.35MPa提高至23.33MPa,力学性能良好;失重率由纯HDPE的96.17%降至86.50%,热稳定性明显提高。碱性钙基膨润土的最佳添加量为4%。【结论】自制的Ca-MMT与卤锑阻燃剂有较好的协同阻燃作用。     

含磷苯并咪唑基铜配合物合成及阻燃环氧树脂的性能

为了改性环氧树脂阻燃性能,通过取代反应和缩合反应制备一种新型含磷/氮二元杂化物—磷酸4-(1H-苯并咪唑-2-基)-苯基酯二苯酯(PBIm),并作为有机官能团与乙酸铜-水合物反应合成含磷苯并咪唑基铜配合物阻燃剂PBIm-Cu,将其添加到环氧树脂(EP)中,制备阻燃环氧树脂复合材料(PBIm-Cu/EP).通过红外光谱、X-射线光电子能谱、核磁氢谱和核磁磷谱对阻燃剂PBIm和PBIm-Cu进行结构表征.采用热重分析仪(TGA)、极限氧指数测定仪(LOI)和锥形量热仪(CCA)测试复合材料的热稳定性和阻燃性能.PBIm-Cu质量分数为7%的PBIm-Cu/EP体系在垂直燃烧测试中通过了 V-1级,LOI增加到31.6%,并且,峰值放热速率(PHRR)、总热释放量(THR)和总排烟量(TSP)较纯EP分别降低64%,41%和43%,残重率达到了26.7%.SEM 结果显示:PBIm-Cu/EP材料燃烧后碳层表面光滑连续且致密.     

阻燃氨基树脂对胶合板燃烧时CO和CO2释放的影响

【目的】研究阻燃氨基树脂对胶合板燃烧时释放CO、CO₂的影响机制。【方法】基于锥形量热仪研究了辐射强度30、50 kW/m²条件下桉木、桉木胶合板、阻燃桉木胶合板燃烧过程中CO、CO₂的释放规律。【结果】CO₂释放速率和质量损失速率均在引燃阶段和炭燃烧阶段较高,在炭化阶段和阴燃阶段较低,释放规律受辐射强度影响较小; 辐射强度对CO释放规律的影响主要表现在炭化阶段; 阻燃氨基树脂中的氨基树脂使样品表面炭化层更为稳定,抑制了热解产物的挥发,造成燃烧后期CO₂的集中释放; 阻燃氨基树脂对CO的释放规律影响较大,而且这种影响又与辐射强度密切相关。低辐射强度以及IFR膨胀炭质层的阻燃作用使CO的转化率大大提高。【结论】阻燃条件下,胶合板燃烧中CO₂的释放速率与质量损失速率变化趋势一致; CO释放速率在阴燃阶段达到最高; 阻燃氨基树脂可抑制CO₂产生,促进CO产生。     

阻燃改性木粉/聚苯乙烯复合装饰材料的性能

以含聚磷酸铵（APP）阻燃剂的木粉增强体制备复合材料。利用热重分析测试、极限氧指数测试、衰减全反射红外光谱分析、力学性能测试研究了阻燃改性复合材料对木粉/聚苯乙烯(PS)复合材料的阻燃性能和力学性能的影响。结果表明：相比未改性的木粉/聚苯乙烯复合材料,用APP改性木粉/聚苯乙烯复合材料改善了木塑复合材料的耐热性和阻燃性。当添加5%-20%APP含量时,最大热损失速率由13.02%·min-1降低到11.63%·min-1,热降解性能提高;成炭率和LOI值提高,阻燃性能增强。但是与未添加APP的复合材料相比,添加20%APP时,抗弯强度由71.3MPa降低到54.2MPa, 降低了24%; 拉伸强度从35.3MPa降低到24.8MPa, 降低了30%,APP的加入使复合材料的力学性能降低。